Фазовые и химическиие равновесия

Рис. 9-5. Одновременное фазовое и химическое равновесие.

Уравнение (9-1, б), которое содержит общие условия равновесия, дает возможность рассматривать условия как фазового, так и химического равновесия. При таком общем подходе фазовое равновесие будет представлять собой специальный (частный) случай химического равновесия. Данная трактовка отличается от обычной, но в дальнейшем (см. гл. 10 и И) будет показано, что с помощью такого представления условий равновесия могут быть обнаружены глубокие аналогии в действии совершенно различных по виду элементов процесса. При этом к одновременному фазовому и химическому равновесию применяется правило фаз Гиббса. Общее число интенсивных величин состояния какой-либо системы из ф фаз и к = к компонентов равно [c.132]

Химическое равновесие характеризуется К условиями. Число фаз, входящих в систему, не влияет на К. Таким образом, если в одной отдельной фазе установилось химическое равновесие в соответствии с условием (9-18) и одновременно между ср фазами установилось равновесие компонентов, то вследствие равенства химических потенциалов условие (9-18) будет выполнено в каждой фазе. Следовательно, общее число условий при одновременном фазовом и химическом равновесии будет равно [c.132]

Фазовое и химическое равновесия [c.95]

Предварительный анализ свойств компонентов и смеси уже позволяет выделить группы альтернативных способов получения чистых компонентов, однако в большей степени полезен при выполнении анализа фазового и химического равновесия, так как сужает область экспериментальных и расчетных исследований. Например, если смесь относится к гомогенным без азеотропов с большой разностью температур кипения, но содержит компонент (или компоненты) с повышенной коррозионной способностью, то ее разделение может быть обеспечено обычной ректификацией (возможно, с применением аппаратов однократного испарения). Расчет этих процессов не представляет труда, однако, очевидно, особое внимание должно быть уделено подбору материала оборудования. С другой стороны, при наличии азеотропов число возможных способов разделения возрастает (азеотропно-экстрактивная ректификация, вакуумная ректификация или под давлением, мембраны, кристаллизация и т. д.). Ясно, что выбор оптимального способа разделения должен производиться на основе более полного расчетного и, возможно, экспериментального исследования. [c.97]

Описание условий фазового и химического равновесия через химические потенциалы имеет недостатком то, что эти величины не поддаются непосредственному измерению. Поэтому для получения расчетных соотношений необходимо выразить их через параметры состояния системы. Такой подход термодинамически обоснован при рассмотрении идеальных систем, когда имеются уравнения состояния. Однако для реальных систем до настоящего времени отсутствует общепринятое уравнение состояния реального газа в связи с чем вывод соотношений для термодинамических функций и описания условий равновесия крайне затруднен. С использованием функции фугитивности условие равновесия реальных систем выражается как [c.100]

Ограничения по материальным и энергетическим потокам выявляются в некоторой степени на этапе анализа свойств реагентов, продуктов реакции и разделения, тепло- и хладоагентов, исследования фазового и химического равновесия. Предварительный же расчет отдельных аппаратов на этапе выбора способа (или альтернативных способов) ведения процесса позволяет найти реальные (в рамках принятых допущений) нагрузки с учетом эффективности. При наличии этих данных схема может анализироваться без детального проектирования отдельных элементов для получения оптимальной технологической схемы. [c.144]

ФАЗОВЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ [c.242]

Г л. УП1. Фазовые и химические равновесия [c.248]

В данной работе рассматриваются принципы математического описания равновесия в системах диссоциативной экстракции на примере распределения смеси слабых органических кислот (изомеров фенола) между органической и водной фазами. В общем случае при разделении ге-компонентной смеси можно предположить существование следующих реакций фазового и химического равновесия. [c.80]

На основании закона действующих масс и в предположении постоянства коэффициентов межфазового распределения Кг по приведенным выше реакциям можно составить общую систему уравнений фазового и химического равновесия, дополнив ее уравнениями материального баланса для всех частиц (молекул и ионов), участвующих в равновесии. [c.81]

Уравнения фазового и химического равновесия [c.81]

Исследование фазового и химического равновесия [c.40]

Итак, технологический расчет аппарата заключается в разработке соответствующего математического описания, выборе метода рещения системы уравнений этого описания, определении необходимых параметров, установлении адекватности модели реальному объекту, т. е. в разработке математической модели объекта. Независимо от функционального назначения элемента схемы математическая модель должна строиться по модульному принципу, причем таким образом, чтобы можно было иметь возможность при необходимости достаточно легко внести нужные изменения (дополнения или расширения функций) в модель без ее значительной переработки. Основная функция модели состоит в сведении материального и теплового балансов -получении выходных данных потока по входным данным. В зависимости от назначения математического описания отдельных явлений процесса (фазовое и химическое равновесие, кинетика массопередачи, гидродинамика потоков и т. д.) общее математическое описание может существенно различаться. Важно при создании модели не нарушать общей ее структуры, т. е. иметь возможность использования единых алгоритмов решения. [c.101]

Диффузионные процессы в пласте контролируют установление фазового и химического равновесия. Коэффициент диффузии в жидкостях имеет величину порядка 10 — 10 м7с, и при времени в десятки и сотни лет диффузионный массоперенос охватывает расстояние не более 1—10 м. Поэтому в ходе переформирования залежей диффузия, по-видимому, играет подчиненную роль. Диффузионные процессы в покрышках и глинистых прослоях ведут к разрушению залежей и рассеянию нефти и газа, однако лишь за времена геологического порядка. [c.89]

Так, например, математическое моделирование и расчет разделения многокомпонентных азеотропных и химически взаимодействующих смесей методом ректификации сопряжены с определенными вычислительными трудностями, вытекающими из необходимости рещения системы нелинейных уравнений больщой размерности. Наличие химических превращений в многофазных системах при ректификационном разделении подобных смесей приводит к необходимости совместного учета условий фазового и химического равновесий, что значительно усложняет задачу расчета. При этом основная схема решения подзадачи расчета фазового и химического равновесия предусматривает представление химического равновесия в одной фазе и соотнесения химически равновесных составов в одной фазе с составами других фаз с помощью условий фазового равновесия. Для парожидкостных реакций можно выразить химическое равновесия в паровой фазе и связать составы равновесных фаз с помощью уравнения однократного испарения. Для реакций в системах жидкость-жидкость целесообразнее выразить химическое равновесие в той фазе, в которой содержатся более высокие концентрации реагентов. Для химически взаимодействующих систем с двумя жидкими и одной паровой фазой выражают химическое равновесия в одной из жидких фаз и дополняют его условиями фазовых равновесий и материального баланса. Образующаяся система уравнений имеет вид [c.73]

Для представления промежуточных переменных в подзадаче расчета фазовых и химического равновесия используются нейронные сети типа многослойного персептрона. [c.74]

Исторически термодинамика возникла при изучении превращений теплоты в механическую работу. Затем объектом изучения стали количественные соотношения между теплотой и различными формами энергии. Химическая термодинамика отличается тем, что она изучает превращения химической энергии в теплоту, работу и другие формы энергии. Объектами исследования химической термодинамики являются тепловые балансы физико-химических процессов, фазовые и химические равновесия, свойства веществ в растворах. [c.18]

Исследование условий фазового и химического ргвновесия. Знание условий фазового и химического равновесия позволяет не только принципиально решить вопрос о возможности разделения смеси методами ректификации, экстракции и т. д. или определить степень превращения в случае обратимых химических реакций, но и найти оптимальную схему разделения или условия проведения реакции. Данные по равновесию частично имеются в литературе, однако в большинстве случаев их необходимо либо измерять непосредственно, либо рассчитывать. Непосредственное измерение обычно связано с большими затратами времени и средств. Поэтому чаще всего приходится прибегать к расчетным методам получения равновесных данных на основе минимального объема экспериментальных параметров. Поскольку точность данных определяет качественные и количественные характеристики результатов расчета, необходимы точные базисные данные, равно как и надежные методы расчета. [c.98]

Диссоциативная экстракция может быть определена как гетерогенный хемосорбционный процесс, включающий в сёбя совокупность физических и химических равновесий, существующих как внутри фазы, так и между фазами. Математическое описание равновесия для систем диссоциативной экстракции возможно путем составления системы уравнений, описывающих фазовые и химические равновесия, дополненной уравнениями материального баланса на ступени. При этом адекватность описания системы зависит как от соответствия выбранного механизма реальным взаимодействиям, так и от полноты описания физического и химического факторов. Попытки обосновать адекватность модели равновесия только на языке химических взаимодействий могут привести к выдвижению формальных гипотез о присутствии в системе комплексов и соединений, не идентифицированных в действительности. В то же время возможности физического подхода ограничены отсутствием строгих теоретических выражений для коэффициентов активности, позволяющих объяснить отклонения от идеальности с помощью теории растворов. [c.80]

При разработке алгорит.ма использовались упрощенные математические модели аппаратов, отражающие, однако, наиболее важные и характерные свойства реакционных и разделительных процессов. Построение таких моделей возможно при рассмотрении некоторых абстрактных аппаратов (например, колонны бесконечной высоты, реактора бесконечного объема и т.д.), функционирующих в абстрактных режимах (например, режим полного орощения в ректи-фикационно.м процессе). Такие схемы, состоящие из абстрактных агтпаратов, характеризуются минимальным набором вьфьируемых конструктивных и технологических параметров. Однако более важным является то, что анализ пре-цельньгч стационарных состояний таких схем фактически сводится к анализу структурных особенностей соответствующих диаграмм фазового и химического равновесий. [c.182]

Если известны константы фазовых и химического равновесий, общий состав смеси, а также общее давление Р, то решение нелшгейиой системы (1) - [c.74]

Сложность описания нелинейных зависимостей констант фазового и химического равновесий, а также коэффициентов активности в многокомпонентных смесях от состава и температуры приводит часто к существенным оншбкам в расчете равновесий либо к получению физически неверных решений в случае их множественности. В связи с этим рассматривается новых подход к моделированию и расчету фазовых и химических равновесий на основе использования гибридных нейронных сетей. [c.74]

Фазовое и химическое равновесия. По характеру возможностей изменения состава отдельных фаз, составляющих термодинамические системы, последние можно подразделить на две большие группы. К первой группе относятся системы, в которых не протекают обратимые химические реакции, а ко второй — системы, в которых эти реакции имеют место. В первом случае равновесие (в дальнейшем будем называть его фазовым) помимо прочих условий устанавливается в изолированной системе за счет перераспределения масс компонентов между отдельными фазами. Во втором случае достижение равновесия (в дальнейшем будем называть его химическим) помимо отмеченного процесса в первую очередь связано с течением химической реакции. Разумеется, понятие химического равновесия включает в себя также понйтия фазового равновесия, однако наличие химической реакции на ладьгвает дополнительные конкретные условия на изменение состава материальной системы. Ниже подробно рассмотрим условия фазового и химического равновесий. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология